机械零部件表面由摩擦引起的磨损现象会直接影响其工作性能甚至导致机械设备失效,新型润滑剂微纳米磁性液体由于其具有流动性与磁性双重特性可有效改善设备零部件表面摩擦磨损问题,提高其润滑性能进而保证机械设备稳定运行。油膜轴承作为轧钢机械关键承载部件,其运行稳定性将对轧钢机械工作性能产生直接影响。在高速重载的恶劣工况下,油膜温度升高引起润滑剂粘度降低,导致轴承润滑及承载性能下降,润滑方式由全流体润滑变为边界润滑甚至干摩擦,这极易造成巴氏合金衬套层的塑性流动、划伤、蠕变、磨损以及剥落,严重影响油膜轴承工作稳定性,降低轴承使用寿命。微纳米磁性液体具有良好的润滑特性以及可控性,在外磁场作用下,磁性液体具有高粘度、承载力大、磨损小等优点,可在承载区域形成连续润滑油膜,有效克服以上问题。深入研究微纳米磁性液体固液界面润滑机理对油膜轴承稳定高速运行有至关重要的作用,磁性液体润滑可有效改善轴承衬套磨损现象,降低轴承失效率从而提高油膜轴承使用寿命,保证相关设备生产率。本文采用Fe₃O₄基微纳米磁流体,针对微纳米磁流体润滑方式下的油膜轴承进行了如下研究:首先,针对磁流体润滑油膜轴承外部磁场部分进行了相关研究,设计了永磁体、亥姆霍兹线圈和通电螺线管线圈三种外部磁场结构,本文选用通电螺线管作为磁流体润滑油膜轴承外部磁场结构,通过理论计算与实验测量相结合的方法研究通电螺线管内部磁场分布规律。以巴氏合金为内衬缠绕加工一螺线管,根据Biot-Savart定律推导出螺线管内部磁场分布数学模型,考虑到巴氏合金磁化问题对此数学模型进行修正。实验测量螺线管内部磁场分布,并通过实验数据验证理论数学模型的合理性。螺线管最大磁场强度分布在油膜轴承润滑区域,符合轴承工作要求。然后,进行磁流体润滑油膜轴承相关润滑实验研究。根据化学共沉淀法,选用Fe₃O₄粒子为磁性微粒、油酸为分散剂添加入S-320润滑油中制备了三种不同浓度的微纳米铁磁流体。利用以上配备的微纳米铁磁流体进行粘度测量,分析了外磁场强度、温度以及油膜压力对磁流体粘度的影响,结果表明:磁场强度一定程度上能抵消温升对磁流体粘度造成的消极影响;且在磁场作用下油膜压力对磁流体粘度影响有所增强;在达到磁饱和强度后磁流体粘度几乎不受外磁场影响。为下一步模拟提供了实验对比依据。最后,从微观角度探究微纳米磁性液体油膜固液界面润滑机理。利用Material Studio软件构建两种固液界面润滑系统模型:巴氏合金固体层与润滑油液体层固液润滑系统、巴氏合金固体层与磁流体液体层固液润滑系统,通过对比两者模拟结果研究微纳米磁性液体润滑机理。根据油膜轴承实际工况,对两种固液界面润滑系统进行相关参数设置,通过Forcite工具使两种润滑模型进行分子动力学动态仿真。结果表明:磁流体润滑摩擦因数相较于油润滑下降了约50%;由于静电作用和范德华力,磁流体具有较好的理化特性且分子结构更加稳定;除此之外,磁流体具有较好的散热性能。